利用美國國家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），科學(xué)家繪制出迄今最詳細(xì)的宇宙網(wǎng)絡(luò)圖。宇宙網(wǎng)絡(luò)是連接宇宙所有星系的巨型結(jié)構(gòu)。由美國加州大學(xué)河濱分?？蒲袌F隊主持的這項研究，將這張龐大網(wǎng)絡(luò)的形成時間追溯至宇宙誕生約10億年。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》。

COSMOS-Web宇宙網(wǎng)絡(luò)圖的截面示意圖，呈現(xiàn)跨越近140億年宇宙史的星系分布。圖片來源：加州大學(xué)河濱分校

宇宙網(wǎng)絡(luò)是宇宙中如同骨架般的龐大架構(gòu)，由暗物質(zhì)與氣體構(gòu)成的纖維狀、片狀結(jié)構(gòu)交織而成，它們環(huán)繞著大片空洞般的宇宙區(qū)域。這些結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)，跨越遙遠(yuǎn)距離將星系和星系團連接起來。

科研人員依托JWST迄今規(guī)模最大的巡天觀測計劃COSMOS-Web，研究了137億年的宇宙演化史中，星系在宇宙網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的分布規(guī)律。

自2021年發(fā)射以來，JWST極大拓展了人類觀測遙遠(yuǎn)深空的能力。其高靈敏度紅外探測設(shè)備，能夠捕捉到此前望遠(yuǎn)鏡無法觀測的暗淡星系，幫助天文學(xué)家穿透厚重的宇宙塵埃云，追溯更久遠(yuǎn)的宇宙起源。

為充分發(fā)揮JWST的觀測優(yōu)勢，國際科研團隊發(fā)起COSMOS-Web項目，這也是該望遠(yuǎn)鏡目前最大的“通用觀測者”（GO）項目。GO項目是科研人員申請JWST觀測時長的主要渠道。

此次觀測覆蓋了一片面積約等于3個滿月的連續(xù)天區(qū)，專門用于繪制宇宙網(wǎng)絡(luò)。

“JWST徹底顛覆了我們對宇宙的認(rèn)知，而COSMOS-Web項目從立項之初就為我們提供了大范圍、大深度的觀測視野?！奔又荽髮W(xué)河濱分校與卡內(nèi)基天文臺研究生、論文第一作者Hossein Hatamnia說，“我們首次能夠研究星系團與纖維狀結(jié)構(gòu)中的星系的演化歷程，從宇宙誕生10億年一直追溯到鄰近宇宙。”鄰近宇宙指距離地球約10億光年內(nèi)的宇宙空間。

加州大學(xué)河濱分校物理與天文學(xué)教授、Hatamnia的導(dǎo)師Bahram Mobasher指出，基于JWST的新宇宙網(wǎng)絡(luò)圖的信息量遠(yuǎn)超哈勃空間望遠(yuǎn)鏡對同一片天區(qū)的觀測結(jié)果。

“深度和分辨率的大幅提升意義重大。我們現(xiàn)在能夠看到宇宙只有幾億年時的宇宙網(wǎng)絡(luò)，而在此之前，這是望遠(yuǎn)鏡無法觀測到的。”Mobasher說，過去看似單一的宇宙結(jié)構(gòu)，如今可拆解為許多部分；曾經(jīng)被模糊處理掉的細(xì)節(jié)，如今也清晰可見了。

Hatamnia表示，這套高清圖是JWST兩大優(yōu)勢共同作用的結(jié)果?！霸撏h(yuǎn)鏡能在同一片天區(qū)捕捉到更多暗淡星系，同時能測算這些星系的距離。因此，每個星系都能精準(zhǔn)定位到對應(yīng)的宇宙演化時段，從而大幅提升圖像分辨率?！?/p>

為了延續(xù)COSMOS項目開放科學(xué)的傳統(tǒng)，科研團隊已將這套宇宙大尺度結(jié)構(gòu)圖公開發(fā)布?！鞍?6.4萬個星系及其宇宙密度的數(shù)據(jù)集，以及展示宇宙網(wǎng)絡(luò)數(shù)十億年演化過程的視頻，均已對外發(fā)布?！盡obasher說。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae5bac

（原標(biāo)題為《迄今最清晰宇宙網(wǎng)絡(luò)圖問世》）